Bi3+掺杂对Sr2MgSi2O7:Eu2+荧光粉的结构及发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法在还原气氛下制备了Sr2MgSi2O7∶Eu2+,xBi3+(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)荧光粉,并用XRD、TG-DTA及激发与发射谱仪对样品的结构及发光性能进行了表征.结果发现:单掺杂Bi3+的Sr2MgSi2O7样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为286 nm的宽带谱,这是由于激发态时Bi3+的3p1→1S0电子能级跃迁而造成的;单掺杂Eu2+的Sr2MgSi2O7样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为358 nm的宽带谱,这是典型的Eu2+的4f65d3→4f7跃迁而引起的.当Bi3+离子掺杂到Sr2MgSi2O7∶Eu2样品的摩尔分数为0.04时,样品的发射强度是未掺杂Bi3离子样品的1.9倍.     

Eu3+掺杂Bi2O3-TeO2-B2O3-ZnO玻璃光谱性质

测量了Eu3+（1 mol%）掺杂(60-χ)Bi2O3-χ TeO2-30B2O3-10ZnO（χ＝5,10,20,30，摩尔百分比）玻璃的吸收光谱、发射光谱、激发光谱以及声子边带谱.根据稀土离子Eu3+光学跃起矩阵元的特点，从发射光谱获得了Eu3+光学跃起的J-O参数Ω2与Ω4.结果显示,强度参量Ω2随着Bi2O3量的增加与TeO2量的减少而减小，表明材料的对称性提高， Eu-O键强减弱，共价性减弱.随着Bi2O3量的增加，电－声子偶合减弱,材料的热稳定性大幅度提高.     

Bi离子掺杂GeO2-Al2O3-M(M=Na2O,BaO,Y2O3)玻璃的光学性质

用高温熔融法制备了Bi离子掺杂浓度为1mol%的GeO-B2O3-Na2O (GBNB),GeO2-Al2O3-Na2O(GANB),GeO2-Al2O3-BaO(GABB)和GeO2-Al2O3-Y2O3(GAYB)玻璃.测定了样品玻璃的差热曲线、吸收、发射光谱及荧光衰减曲线.实验发现GBNB,GANB,GAYB,GABB的吸收边带逐步发生红移.由于这些吸收边带是由Bi3+的6s2电子到Bi5+ 6s0空轨道的跃迁引起.因此推断GBNB,GANB,GAYB,GABB玻璃中Bi5+离子的含量逐步增加.在GABB,GAYB,GANB三个样品中观察到发光中心约1220nm超宽带荧光发射.荧光强度从GABB,GAYB,GANB逐步减弱,荧光半高宽和荧光寿命逐步变小.这些超宽带的荧光归属为Bi5+离子的发光所致.从吸收与荧光光谱的变化,推断在GeO2-Al2O3玻璃中引入BaO,Y2O3组分有利于Bi5+离子的形成.讨论了BaO,Y2O3化学组分对Bi离子在玻璃中的价态影响的内在机理.     

Er3+/Yb3+共掺碲钨酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性的研究

制备了Er3+ 和Yb3+ 共掺的碲钨酸盐玻璃样品 6 5TeO2 2 5WO3 10RmOn(RmOn =PbO ,BaO) ,(6 5 +x)TeO2 (2 5 x)WO3 10La2 O3(x=0 ,5 ,10 ) ,(6 0 +x)TeO2 (30 x)WO3 10Bi2 O3(x =0 ,5 ,10 ) .测试了玻璃样品的吸收光谱、荧光光谱、能级寿命及热稳定性能 .结果表明除含Bi2 O3的碲钨酸盐玻璃外 ,其余玻璃样品均没出现析晶开始温度 (Tx) ,说明碲钨酸盐是一种适合于光纤拉制的玻璃基质材料 .应用Judd Ofelt理论计算了强度参数Ωt(t =2 ,4 ,6 ) ,研究表明Ω2 在碲钨酸盐玻璃中主要受到Er O键的共价性的影响 ,而Er3+ 离子周围配位场的非对称性影响可以忽略 .测得了Er3+ 在 1 5 μm发射谱的荧光半高宽 (FWHM =71— 77nm )和Er3+ 的4 I1 3 2 能级寿命 (τm =3— 3 .4ms) .应用McCumber理论计算了Er3+ 在 1. 5 μm处的受激发射截面 (σpeak=0 . 6 8— 1. 0 3× 10 - 2 0 cm2 ) .比较了Er3+ 在不同玻璃基质里的 1. 5 μm荧光带宽和发射截面 ,研究结果表明碲钨酸盐玻璃是一种制备宽带光纤放大器的理想基质材料 .     

Bi_2O_3-B_2O_3-Ga_2O_3玻璃的三阶非线性研究

采用传统熔融淬冷法制备了4组高Bi2O3含量的Bi2O3-B2O3-Ga2O3玻璃样品。测试了样品的密度、折射率和透过光谱,并分析了它们和Ga2O3含量之间的关系,拟合了样品的线性折射率随波长的变化曲线。根据Z扫描实验原理,利用钛宝石飞秒激光器测量了800 nm波长下各个样品的三阶非线性折射率n2以及非线性吸收系数β。结果表明:随着Ga2O3含量的增加,样品的线性折射率n0和三阶非线性折射率n2也随之增加,线性折射率最大样品对应的n2和β分别为3.331×10-18m2/W和0.695 cm/GW,表明该系列玻璃样品是一种优良的三阶非线性光学基质材料。     

(Bi, La)4Ti3O12-Sr(Bi, La)4Ti4O15共生结构铁电材料性能研究

采用固相烧结工艺,制备了不同La掺杂量(x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00,1.25和1.50)的(Bi, La)4Ti3O12-Sr(Bi, La)4Ti4O15 (SrBi8-xLaxTi7O27)共生结构铁电陶瓷样品.用x射线衍射对其进行微结构分析,并测量铁电、介电性能.结果发现,La掺杂未改变Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15共生结构铁电材料的晶体结构.随掺杂量的增加,样品的矫顽场(Ec)略有增加,剩余极化(2Pr)先增大,后减小.在x＝0.50时,2Pr达到极大值,为25.6 μC*cm-2,与Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15相比,2Pr增加了近60%,而Ec仅增加约10%.随La掺杂量的增加,样品的居里温度TC逐渐降低,x＝0.50时,TC=556 ℃.在x=1.50时,样品出现弛豫铁电体的典型特征.     

组合优化设计制备Y~(3+)/Dy~(3+)共掺Bi_2ZnB_2O_7新型荧光粉的发光性质

为获得Bi2ZnB2O7:Y3+/Dy3+新型荧光粉材料的最强黄光发光强度,运用均匀设计和二次通用旋转组合设计相结合法对Y3+/Dy3+最佳离子掺杂浓度进行优化研究,得到Y3+和Dy3+离子的最佳掺杂浓度分别为4.498mol%和6.001mol%.采用高温固相法合成最优样品,对样品结构进行表征,测定其激发光谱和发射光谱对Dy3+离子在Bi2ZnB2O7基质中的发光性质,研究发现:样品在452nm激发下,发射光谱主要由(460~500nm)蓝光发射、(550~610nm)黄光发射、(650~700nm)红光发射组成,分别对应于Dy3+的4F9/2→6H15/2、4F9/2→6H13/2及4F9/2→6H11/2跃迁;Bi2ZnB2O7基质为Dy3+提供了非中心对称的晶格格位;最优样品中Dy3+的荧光寿命为0.427ms,与相同浓度Dy3+单掺杂样品相比较可知引入Y3+在一定程度上提高了发光强度.     

组合优化设计制备Y^(3+)/Dy^(3+)共掺Bi_2ZnB_2O_7新型荧光粉的发光性质EI北大核心CSCD

为获得Bi2ZnB2O7:Y3+/Dy3+新型荧光粉材料的最强黄光发光强度,运用均匀设计和二次通用旋转组合设计相结合法对Y3+/Dy3+最佳离子掺杂浓度进行优化研究,得到Y3+和Dy3+离子的最佳掺杂浓度分别为4.498mol%和6.001mol%.采用高温固相法合成最优样品,对样品结构进行表征,测定其激发光谱和发射光谱对Dy3+离子在Bi2ZnB2O7基质中的发光性质,研究发现:样品在452nm激发下,发射光谱主要由(460~500nm)蓝光发射、(550~610nm)黄光发射、(650~700nm)红光发射组成,分别对应于Dy3+的4F9/2→6H15/2、4F9/2→6H13/2及4F9/2→6H11/2跃迁;Bi2ZnB2O7基质为Dy3+提供了非中心对称的晶格格位;最优样品中Dy3+的荧光寿命为0.427ms,与相同浓度Dy3+单掺杂样品相比较可知引入Y3+在一定程度上提高了发光强度.     

Yb3+/Er3+共掺锗碲酸盐玻璃上转换发光增强机理的研究

玻璃的最大声子能量决定稀土离子的上转换发光强度，但本研究发现：Yb^3 ／Er^3 共掺锗碲酸盐玻璃在980nm LD抽运下，上转换荧光强度随着Bi2O3对PbO的取代和碱金属离子半径的增大而明显增强．而Raman光谱显示基质玻璃的最大声子能量并不随Bi2O3对PbO的取代和碱金属离子半径的增大而变化，但玻璃的最大声子密度随着Bi2O3对PbO取代和碱金属离子半径的增大而降低．从玻璃无辐射跃迁概率的角度，通过分析表明，最大声子密度的降低是玻璃上转换发光强度增强的主要原因．     

La2Sn2O7:Bi3+的合成及其发光研究

用共沉淀法首次合成了La2Sn2O7:Bi3+系列化合物,并用X-射线粉术衍射结构分析,确定了发光体的晶体结构,通过激发光谱和发射光谱,研究了发光体中Bi3+的发光行为.     

红色荧光粉La2Mo2O9:Eu3+,W6+的制备及发光性能

采用高温固相法合成出La₂Mo₂O₉:Eu³⁺,W⁶⁺系列红色荧光粉,其结构为立方晶系的β- La₂Mo₂O₉。在395 nm光激发下,样品La_1.40Mo₂O₉:0.60Eu³⁺发射出很强的红光,最强发射峰位于616 nm处。适量地掺杂W⁶⁺离子可以提高样品的激发和发射强度,在395 nm光激发下,La_1.40Mo_1.84O₉:0.60Eu³⁺,0.16W⁶⁺荧光粉的Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂跃迁发射强度最大,是样品La_1.40Mo₂O₉:0.60Eu³⁺的1.23倍。最后,将La_1.40Eu_0.60Mo_1.84O₉:0.16W⁶⁺荧光粉与~395 nm发射的InGaN芯片一起制作成红光发光二极管(LED),该LED发射出很强的红光。     

Eu3+激活K2CaP2O7荧光粉的制备和发光性质

采用高温固相法制备了系列不同浓度Eu³⁺离子掺杂的K₂CaP₂O₇红色荧光粉。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱和荧光寿命曲线等手段对荧光粉的物相结构、形貌以及发光性质进行了研究。结果表明所制备的荧光粉均属于单斜结构，Eu³⁺离子掺杂没有引起晶体结构明显变化，荧光粉形貌不规则，颗粒为微米量级且部分发生团聚。在393 nm紫外光激发下，荧光粉显示出红光发射，最强发射峰位于613 nm。Eu³⁺离子掺杂浓度对发光强度有显著影响，最佳掺杂摩尔分数为0.08，由此计算能量传递临界距离为1.61 nm。荧光寿命受掺杂浓度影响较小，当Eu³⁺掺杂摩尔分数为0.005~0.10时，荧光寿命在2.45~2.58 ms范围内。变温发射光谱显示，测试温度为150℃时，荧光粉的发光强度为室温的73%。研究表明，Eu³⁺离子掺杂的K₂CaP₂O₇是性能较好的红色荧光粉。     

纳米纤维状Sr3Al2O5Cl2:Eu2+,Tm3+的白色长余辉性能

采用高温固相法在800℃下制备出系列白色长余辉荧光粉Sr₃Al₂O₅Cl₂：Eu²⁺，Tm³⁺，并研究了它们的结构、形貌及发光性能。样品Sr_2.91Al₂O₅Cl₂：0.04Eu²⁺，0.05 Tm³⁺具有单一晶相和纳米纤维结构。该样品在紫外光激发下表现出两个很强的宽带发射（分别位于~448 nm和~590 nm）。它的余辉寿命大约是20 min。利用此种荧光粉所制作出的白光LED器件表现出很强的白光发射。     

Na_2CaSiO_4:Sm~(3+),Eu~(3+)荧光粉的发光特性和能量传递

利用高温固相法合成Na_2CaSiO_4:Sm~(3+),Eu~(3+)系列荧光粉末,研究了Sm~(3+)和Eu~(3+)掺杂对Na_2CaSiO_4晶体结构的影响、材料发光特性以及存在的能量传递现象.X射线衍射结果表明Sm~(3+)和Eu~(3+)单掺及共掺样品均为单相的Na_2CaSiO_4结构,晶体结构没有改变.Na_2CaSiO_4:Sm~(3+)荧光样品在404 nm激发波长下呈现峰峰值为602 nm的橙红色荧光,来源于~4G_(5/2)→~6H_(7/2)跃迁.Na_2CaSiO_4:Eu~(3+)荧光样品在395 nm激发波长下发射出峰峰值为613 nm的红色荧光.对光谱和荧光寿命的测试和分析结果表明Sm~(3+)与Eu~(3+)之间存在能量传递,通过理论计算得到Sm~(3+)和Eu~(3+)之间的能量传递临界距离为1.36 nm,相互作用形式为电四极-电四极相互作用.随着Eu~(3+)掺杂浓度的增加,能量传递效率也逐渐提高至20.6%.     

阴离子取代合成Sr3LaAxV3-xO12:Eu3+(A=Mo,W)白光荧光粉

通过高温固相法合成Sr₃LaA_xV_3-xO₁₂:Eu³⁺（A=Mo，W）荧光粉，利用MoO₄^2-和WO₄^2-取代基质中部分VO₄^3-，改变基质组成和结构，进而影响基质和激活剂Eu³⁺离子的发光性能。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和荧光分光光度计对所合成样品的物相、形貌、荧光性能及荧光寿命进行表征。研究表明，MoO₄^2-和WO₄^2-的部分掺杂对基质发光位置和强度均有影响，能明显减弱VO₄^3-的发光，但对Eu³⁺离子发光影响不大，添加电荷补偿剂F^-可以加强VO₄^3-对Eu³⁺离子的能量传递。通过调整基质VO₄^3-发光和Eu³⁺离子发光，可以得到单一基质的白光荧光粉。初步探讨了阴离子掺杂对Eu³⁺离子红光发射增强的机理。     

溶胶-凝胶法合成Sr3MgSi2O8:Eu3+ 红色荧光粉及其发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了Sr_3MgSi_2O_8∶Eu~(3+)红色荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法,对不同烧结温度(950,1 050,1 150,1 250℃)热处理4 h后得到的粉体的物相、形貌及发光性能进行了表征分析。由XRD表征结果可知,制备出的样品为正交晶系的Sr_3MgSi_2O_8;由扫描电镜及比表面积的测试结果可知,经过1 150℃热处理得到的荧光粉具有最大比表面积,可达到90.213 1 m~2/g,且粒径大小均一;由红外光谱图可知:样品中含有Si—O—Si、Mg—O和Sr—O化学键;在394 nm的激发波长下,所有样品在614 nm和702 nm处出现了强发射峰,分别对应于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2和~5D_0→~7F_4跃迁,属红光发射。随着热处理温度的升高,样品所对应的发射峰强度呈现出先增大后减小的变化趋势,即出现温度猝灭效应;经1 150℃热处理合成的Sr_3MgSi_2O_8∶Eu~(3+)红色荧光粉的发光性能最好,即最佳的热处理温度为1 150℃。     

溶胶-凝胶法制备Li1.0Nb0.6Ti0.5O3:Eu3+红色荧光粉

采用溶胶-凝胶法制备Li_1.0Nb_0.6Ti_0.5O₃：Eu³⁺红色荧光粉，讨论了煅烧温度、煅烧时间以及Eu³⁺掺杂浓度对样品发光性能的影响。通过XRD、荧光光谱分别对样品的性能进行表征，结果表明：样品的晶相结构为"M-相（M-phase）"。在466 nm蓝光激发下，合成的荧光粉具有橙光（593 nm）和红光（612 nm）发射。发光强度随着煅烧温度的升高先增大后减小，最佳的煅烧温度为850℃。同时，随着煅烧时间的增加，发光强度先增大后减小，最佳煅烧时间为6 h。当Eu₂O₃掺入质量分数为2.5%时，样品的发光强度达到最大。Li_1.0Nb_0.6-Ti_0.5O₃：Eu³⁺红色荧光粉在白光LED的应用中具有潜力。     

铈铕共掺高钆氧化物玻璃的发光性能及能量传递效应

在还原气氛下, 采用高温熔融法制备了Eu²⁺/Ce³⁺共掺的高钆氧化物玻璃. 荧光性能测试显示, Ce³⁺能够有效地敏化Eu²⁺的发光, 使Eu²⁺的发光强度增强了2.3倍; 测试对比了Ce³⁺ 发光的荧光寿命随Eu²⁺的掺入前后的变化情况, 计算得出Ce³⁺→Eu²⁺ 的能量传递效率可达61.5%, 并进一步探讨了其能量传递机理. 研究表明: 在高钆氧化物玻璃中, 采用Eu²⁺ 和Ce³⁺ 共掺的方法可有效地增强Eu²⁺ 的发光性能和闪烁性能. 关键词： 发光玻璃 能量传递 荧光寿命     

实验优化设计Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)的合成及长余辉特性

为了得到最长有效余辉时间的Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉,应用二次通用旋转组合设计对实验进行全程优化,建立了稀土离子掺杂浓度Eu~(2+),Dy~(3+)和有效余辉时间的二元二次回归方程模型,应用遗传算法计算得到有效余辉时间的理论最大值.采用高温固相法合成了最优掺杂浓度Sr_2MgSi_2O_7:0.5mol%Eu~(2+),1.0mol%Dy~(3+)的荧光粉,在370nm激发下观察到了465nm的特征发射,这归因于Eu~(2+)的4f65d1—4f7跃迁.测量了最优荧光粉的热释发光特性,计算得到了陷阱深度为0.688eV,讨论了长余辉发光的特性.     

Y3+和Gd3+对LaBO3:Eu3+发光粉结构和发光性能的影响

采用溶胶凝胶-燃烧法合成了系列不同掺杂浓度Y³⁺和Gd³⁺的LaBO₃∶Eu³⁺发光粉，对其结构、形貌和发光性能进行了表征。XRD研究结果表明：发光粉的结构与基质掺杂离子的种类和掺杂浓度有关系。荧光光谱结果表明：适量比例Y³⁺和Gd³⁺离子掺杂将提高LaBO₃∶Eu³⁺发光粉的发光强度。Y³⁺和Gd³⁺离子最佳掺杂摩尔分数分别为1.5%和12.5%。⁵D₀→⁷F₂与⁵D₀→⁷F₁跃迁发射的相对强度比值说明：掺杂改变LaBO₃∶Eu³⁺中Eu³⁺局域环境的对称性。发光性能改变主要受晶体结构、掺杂离子电负性影响。Gd³⁺离子掺杂更有利于发光粉结构稳定性和发光性能的改善。